(57)【要約】【課題】  車両が走行する際に発生する余剰のエネルギーを有効に発電及び蓄電し、蓄電した電気エネルギーを効果的に利用できる車載発電蓄電設備及び車載発電蓄電方法を提供すること。【解決手段】  車両の車軸に連結され、該車軸の回転力に基づき電気エネルギーを発電する発電装置と、該発電装置に接続され、該電気エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備える車載発電蓄電設備、並びに車両走行中に、下り勾配においてエンジンを切り、発電装置を車軸に接続し、車軸の回転力に基づき発電装置で電気エネルギーを発生させ、該電気エネルギーを該発電装置と電気的に接続された蓄電装置に蓄電する車載発電蓄電方法を採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車軸に連結され、該車軸の回転力に基づき電気エネルギーを発電する発電装置と、該発電装置と電気的に接続され、該電気エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備えることを特徴とする車載発電蓄電設備。
【請求項２】
上記蓄電装置がパッケージ化され、着脱自在である請求項１記載の車載発電蓄電設備。
【請求項３】
上記発電装置に、勾配測定手段、センサー及び制御装置が併設される請求項１又は２記載の車載発電蓄電設備。
【請求項４】
車両走行中に、下り勾配においてエンジンを切り、発電装置を車軸に接続し、車軸の回転力に基づき発電装置で電気エネルギーを発生させ、該電気エネルギーを該発電装置と電気的に接続された蓄電装置に蓄電することを特徴とする車載発電蓄電方法。
【請求項５】
蓄電済みの上記蓄電装置は取り外され、未蓄電の蓄電装置と交換される請求項４記載の車載発電蓄電方法。
【請求項６】
車両走行中に、勾配測定手段を用いて勾配を測定し、これに伴うセンサーからの信号に基づいて制御装置によって、予め設定された以上の下り勾配でエンジンを切ると共に上記発電装置を稼動させ、また予め設定された以下の下り勾配でエンジンを稼動させると共に上記発電装置の発電を中止する請求項４又は５に記載の車載発電蓄電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、車載発電蓄電設備及び車載発電蓄電方法に関し、詳しくは、車両が下り勾配を走行する際に発生する余剰のエネルギーを有効に発電及び蓄電し、蓄電した電気エネルギーを効果的に利用できる車載発電蓄電設備及び該車載発電蓄電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、車両、特に二輪又は四輪の自動車においては、発電装置及び蓄電装置（バッテリー）を備えたものが通常である。そして、この発電装置及び蓄電装置を効率よく利用又は改良するために数多くの提案がなされている。【０００３】  その一例を挙げると、特許文献１（特開２００４−２３８５７号公報）には、モータ駆動車両について開示され、発電装置とこの発電装置に電気的に接続され、車両の駆動輪を駆動するモータと、この発電装置で発電した電力を蓄えると共に、モータに電力を供給する蓄電装置とを備え、さらに故障時駆動力制限手段、故障時緊急駆動力要求判定手段及び故障時緊急駆動力制限手段を備えたモータ駆動車両が記載されている。この特許文献１に記載のモータ駆動車両によれば、発電装置故障時にモータの駆動力を制限して走行可能な距離を確保しつつ、駆動力不足により車両が走行不能に陥ることが回避できるとされている。【０００４】  また、特許文献２（特開２００３−７９００８号公報）には、自動車用蓄電装置について開示され、自動車の動力源として用いられるエンジンと、このエンジンに連結されて電力を発生する発電機に加え、第１及び第２の電源線、電気二重層キャパシタ・スタック、複数の第１のスイッチ、補助発電装置、複数の第２のスイッチ及び制御装置を備えた自動車用蓄電装置が記載されている。この特許文献２に記載の自動車用蓄電装置によれば、少ない電圧変動で継続して負荷に電力を供給することができる簡易、低電力損失、小型・軽量の自動車蓄電装置を提供できるとされている。【０００５】  一方、特許文献３（特開２００４−４８８９５号公報）は、自家用エネルギー生成システムに関するもので、この具体的な自家用エネルギー生成システムは、自家用負荷に供給する電力を出力する定置型発電装置と、電気自動車に搭載された車載発電装置の構成要素であって定置型発電装置から出力される電力を蓄積可能なバッテリーと、自家用負荷の消費電力を検出する電力計を備えたものであり、発電電力が消費電力よりも過剰な場合にはその電力を自動車のバッテリーに供給し、逆の場合にはバッテリーからの電力を消費電力として供給するもので、このことによって余剰エネルギーを無駄にすることなくシステムに与える負担を軽くするものである。【０００６】
【特許文献１】  特開２００４−２３８５７号公報
【特許文献２】  特開２００３−７９００８号公報
【特許文献３】  特開２００４−４８８９５号公報
【０００７】  これら特許文献１及び２は、自動車等の車両の従来より積載されている電装用の発電装置及び／又は蓄電装置を利用又は改良して発電装置故障時に対応したり、急速蓄電・放電可能な蓄電装置を提供するものに他ならない。【０００８】  また、特許文献３は、定置型発電装置からの過剰電力を自動車のバッテリーに供給し、またバッテリーからの電力を消費電力として供給するものに過ぎない。【０００９】  このように、従来にあっては、車両の走行時に発生する余剰のエネルギーを蓄電し、この蓄電された電気エネルギーを他の用途に利用する試みは全くなされていないのが実情である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  従って、本発明の目的は、車両が走行する際に発生する余剰のエネルギーを有効に発電及び蓄電し、蓄電した電気エネルギーを効果的に利用できる車載発電蓄電設備及び車載発電蓄電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明者は、鋭意検討の結果、車両走行中の下り勾配において生じる余剰のエネルギーに着目し、下り勾配においてエンジンを切った上で、車軸の回転力を利用して発電及び蓄電を行うことにより、上記目的が達成し得ることを知見し、本発明に到達した。【００１２】  すなわち、本発明は、車両の車軸に連結され、該車軸の回転力に基づき電気エネルギーを発電する発電装置と、該発電装置と電気的に接続され、該電気エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備えることを特徴とする車載発電蓄電設備を提供するものである。【００１３】  本発明に係る上記車載発電蓄電設備において、上記蓄電装置がパッケージ化され、着脱自在であることが好ましい。【００１４】  本発明に係る上記車載発電蓄電設備において、上記発電装置に、勾配測定手段、センサー及び制御装置が併設されるものが好ましく用いられる。【００１５】  また、本発明は、車両走行中に、下り勾配においてエンジンを切り、発電装置を車軸に接続し、車軸の回転力に基づき発電装置で電気エネルギーを発生させ、該電気エネルギーを該発電装置と電気的に接続された蓄電装置に蓄電することを特徴とする車載発電蓄電方法を提供するものである。【００１６】  本発明に係る上記車載発電蓄電方法において、望ましくは、蓄電済みの上記蓄電装置は取り外され、未蓄電の蓄電装置と交換される。【００１７】  本発明に係る上記車載発電蓄電方法において、望ましくは、車両走行中に、勾配測定手段を用いて勾配を測定し、これに伴うセンサーからの信号に基づいて制御装置によって、予め設定された以上の下り勾配でエンジンを切ると共に上記発電装置を稼動させ、また予め設定された以下の下り勾配でエンジンを稼動させると共に上記発電装置による発電を中止する。
【発明の効果】
【００１８】  下り勾配ではエンジンを切っても車軸は回転し、その回転力からは余剰のエネルギーが発生しており、本発明に係る車載発電蓄電装置及び車載発電蓄電方法は、この余剰のエネルギーを用いて発電及び蓄電を行い、蓄電した電気エネルギーを新たな用途に使用することができる。例えば、蓄電装置をパッケージ化し、蓄電済みの蓄電装置は取り外し、スタンド等を通じての流通販売が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】  以下、本発明に係る車載発電蓄電装置及び車載発電蓄電方法の好ましい実施の形態について図面に基づいて説明する。【００２０】  図１は、本発明に係る車載発電蓄電装置の第１の実施形態を示す図である。発電装置は、車両の車軸に連結され、走行中の車軸の回転力に基づいて電気エネルギーを発電する。この発電装置は、従来用いられている機構の発電装置であるが、自動車等の車両に通常用いられているモータやエンジンと連結した発電装置とは別個のものであり、本発明では両者の発電装置は併設される。なお、上記発電装置は、走行中の車軸の回転力に基づいて発電するものであるが、この車軸の回転力に基づいて発電するとは、車軸のみならずタイヤの走行中の回転力に基づいて発電するものも包含するものとする。【００２１】  この発電装置により発電された電気エネルギーは、上記発電装置と電気的に接続された蓄電装置に蓄電される。この蓄電装置も従来用いられている機構の蓄電装置であるが、自動車等の車両に通常用いられている蓄電装置（バッテリー）とは別個のものであり、本発明では両者の蓄電装置は併設される。【００２２】  本発明に用いられる蓄電装置は、パッケージ化され、着脱自在であることが好ましい。このように蓄電装置を着脱自在とすることによって、蓄電済みの蓄電装置を取り外し、未蓄電の蓄電装置と交換が可能となる。【００２３】  図２は、本発明に係る車載発電蓄電装置の第２の実施形態を示す図であり、図１と異なるのは上記発電装置に、勾配測定手段、センサー及び制御手段が併設されていることである。【００２４】  勾配測定手段は、図２に示されるように車載水準器が一般的であるが、その他の手段でもよい。センサーは、予め設定した勾配で信号を発するものであれば特に制限はない。制御手段は、センサーからの信号に基づいてエンジン及び発電装置のオン・オフを制御するものである。【００２５】  次に、本発明に係る車載発電蓄電方法を図１及び２に基づいて説明する。車両走行中に、下り勾配でエンジンを切り、車軸を発電装置に接続し、車軸の回転力に基づき発電装置で電気エネルギーを発電させ、この電気エネルギーを発電装置に電気的に接続した蓄電装置により蓄電するものである。【００２６】  蓄電装置は、上記のように、パッケージ化され、着脱自在であるものが望ましく、蓄電済みの蓄電装置は取り外され、未蓄電の蓄電装置と交換される。蓄電済みの蓄電装置の電気エネルギーは、スタンド等において流通販売システムを通じて新たな用途に供給可能であり、例えば家庭用電力源として使用される。【００２７】  図１は、下り勾配において、エンジン及び発電装置のオン・オフを手動で行うものであるが、図２に示すように、発電装置に勾配測定手段、センサー及び制御装置を併設し、下り勾配におけるエンジン及び発電装置のオン・オフを自動化することが実用的である。【００２８】  図２においては、車両走行中に、車載水準器等の勾配測定手段を用いて勾配を測定する。次に、予め設定した以上の下り勾配、例えば下り勾配５度以上でセンサーからの信号に基づいて制御装置によって、エンジンを切ると共に車軸と発電装置を接続させ車両の回転力に基づき発電装置を稼動させて電気エネルギーを発生させ、���の電気エネルギーを蓄電装置に蓄電する。一方、予め設定された以下の下り勾配、例えば下り勾配５度以下でセンサーからの信号に基づいて制御装置によって、エンジンを稼動させると共に車軸と発電装置の接続を断ち、発電装置による発電を中止する。【００２９】  上記のようにして下り勾配で発電及び蓄電を繰り返すことにより、蓄電装置は蓄電済みとなり、車両から取り外され、未蓄電の蓄電装置と交換される。【００３０】  本発明で対象とされる車両は、乗用車、バス、トラック等の四輪車や自動二輪車であり、路面上を走行する車両であれば特に制限はないが、長距離を走行するトラック及びバスに特に好適に採用される。また、本発明は、傾斜地を多く有し、多くの勾配を有する地域を走行する車両に好適に利用できる。【００３１】  車両の車軸の回転力を利用した発電装置を取り付けることは、走行目的に必要なエネルギー以上のエネルギーを消費することになるため、従来の自動車等の車両にはなされていない。傾斜地、特に山間部を走行する自動車等の車両は上り及び下り勾配を走行するが、上り勾配はエンジンをフル稼働させ、下り勾配はブレーキをかけて走行させているため、この下り勾配で余剰のエネルギーを損失する。【００３２】  本発明は、この車両走行時の下り勾配の際に生じる余剰のエネルギーを利用し、これを有効に回収するものである。また、下り勾配で車軸に連結した発電装置を稼動させることは車軸の回転に抵抗を与えることになり、結果として、ブレーキ機能も有するため、間接的にエネルギー省力化の一助になる。なお、ハイブリットカーが搭載する回生ブレーキはタイヤの回転を利用するものであるが、ブレーキをかけたときだけモータを回転させて発電するものであるから、本発明と本質的に異なる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】  本発明によって、車両が下り勾配を走行する際に発生する余剰のエネルギーを有効に発電及び蓄電し、蓄電した電気エネルギーを効果的に利用できる。例えば、蓄電した電気エネルギーは、新たな用途、例えば家庭用電源等の広範な用途に使用可能である。従って、本発明は、自動車等の車両に好適に採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】  図１は、本発明に係る車載発電蓄電装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】  図２は、本発明に係る車載発電蓄電装置の第２の実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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